高韧性、高耐磨性冷作模具钢的特点是什么？

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：适用于有较高强韧性要求的冷挤、冷镦模具。表4-34 国内外部分高强度、高韧性冷作模具钢的主要化学成分①为高碳高铬冷作模具钢，列入本表仅作比较参考。其硬度接近高速钢，耐磨性优于Cr12型钢，韧性保持或超过Cr12型钢的水平。

含碳量（质量分数）约为1％，含Cr（质量分数）8％，加入Mo、V、Si等合金元素，其碳化物细小、分布均匀、韧性远高于Cr12类钢，而耐磨性则与之相近的这种类型的钢，称之为高韧性、高耐磨性冷作模具钢。

此类钢的硬度、抗弯强度、疲劳强度和断裂韧度高，抗回火稳定性也高于Cr12类型模具钢，适合于高速冲压模具、长寿命模具使用。

我国研发的钢种有LD钢、GM钢、ER5钢等，国外此类钢种不少，国内外部分高强度、高韧性冷作模具钢的主要化学成分见表4-34。

1.LD（7Cr7Mo2V2Si）

LD钢的含碳量和合金元素含量都高于基体钢，属于高碳、高铬合金钢，具有较高的强度和良好的韧性，硬度和淬透性都好，因此有超高强韧钢之称。钢中Mo、V成分较高，提高了钢的二次硬化能力，进一步改善了强韧性和淬透性；钢中含有一定量的Si，能提高其变形抗力及冲击疲劳抗力，因而该钢种具有良好的综合力学性能。

LD钢与Cr12MoV钢相比，抗压强度比Cr12MoV要好，冲击韧度高出2～3倍，热处理开裂倾向小。退火后硬度偏高（210～240HBW），给机械加工带来一定困难，其切削加工性能与Cr12MoV钢相似。适用于有较高强韧性要求的冷挤、冷镦模具。

表4-34 国内外部分高强度、高韧性冷作模具钢的主要化学成分

①为高碳高铬冷作模具钢，列入本表仅作比较参考。

LD钢退火后硬度为220HBW，比Cr12MoV（约222HBW）稍低，热处理工艺为：淬火预热温度850℃，淬火温度1050～1140℃，油冷，回火温度540～570℃，3次，每次1h，回火后硬度为57～63HRC。

2.GM（9Cr6W3Mo2V2）

这是一种高耐磨冷作模具钢。其硬度接近高速钢，耐磨性优于Cr12型钢，韧性保持或超过Cr12型钢的水平。退火后硬度（≈227HBW）略比Cr12MoV（≈222HBW）高，热处理工艺为：淬火预热温度810℃，淬火温度1120℃，油冷，回火温度540℃，2次，每次1h，回火后硬度为65HRC。

GM钢应用于高速冲压（400次／min），刃磨一次寿命达200万次，达到了日本SKH9高速钢模具使用寿命水平。

3.DC53

DC53为高强韧性通用冷作模具钢，是日本大同特钢公司产品，国内常见，这是对SKD11进行改良的新型冷作模具钢，其技术规范已列入日本工业标准JIS G4404。它克服了SKD11高温回火硬度和韧性不足的弱点，将在通用及精密模具领域全面取代SKD11。

该钢种主要特点如下：

1）热处理硬度高于SKD11。高温回火（520～530℃）后硬度可达62～63HRC，在强度和耐磨性方面DC53超过SKD11。

2）韧性是SKD11的2倍。用DC53制造的冷作模具韧性表现较为突出，很少出现裂纹和开裂，寿命大大提高。

3）线切割加工后的残余应力较小。由于经高温回火减少了残余应力，线切割加工后的裂纹和变形得到抑制。

4）切削性和研磨性超过SKD11。

该钢种主要适用于精密冲压模具，尤其是用于高速冲压和冲不锈钢板的凸模，还用于冷镦、深拉和搓丝用模具。